【手続補正書】
【提出日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用するときに流れる水を瞬間的に加熱し、温水を連続して供給する瞬間式熱交換器において、
一端に入水口を、他端に出水口をそれぞれ設けた熱交換流路と、
前記熱交換流路内に配置し、前記熱交換流路内に流入した水を加熱する棒状のシーズヒーターと、
前記熱交換流路内に配置し、前記熱交換流路内の流速分布を一様にする整流手段と、を備えたことを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項２】
請求項１の瞬間式熱交換器において、
前記整流手段は、前記シーズヒーターの発熱部の上流側に設置されていることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の瞬間式熱交換器において、
前記熱交換流路は直線的な形状であることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記熱交換流路の断面積が一様であることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記熱交換流路と前記シーズヒーターは同軸上に配置されていることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記入水口から流入した洗浄水は、流れの方向を前記熱交換流路の軸方向へと変換した後に前記整流手段に流入することを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項７】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記入水口は前記熱交換流路の一端部側面に設けられ、
前記整流手段は、前記入水口より下流側に配置され、中央にシーズヒーターの貫通穴を有することを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記整流手段は前記熱交換流路断面における流速分布緩衝手段であることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項９】
請求項８に記載の瞬間式熱交換器において、
前記流速分布緩衝手段は、複数の絞り流路で構成されていることを特徴とした瞬間式熱交換器。
【請求項１０】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記整流手段は、前記入水口と前記熱交換流路の間に設けられた圧力緩衝手段であること
を特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項１１】
請求項１０記載の瞬間式熱交換器において、
前記圧力緩衝手段は、前記入水口と前記熱交換流路の間に設けた、前記入水口及び前記熱交換流路より径の大きい圧力室であることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項１２】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記整流手段は、前記入水口を、前記熱交換流路内への流入流速が相殺されるよう複数配置した流入流速相殺手段であることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項１３】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の瞬間式熱交換器において、
前記整流手段は、前記流速分布緩衝手段、圧力緩衝手段、流入流速相殺手段の何れか複数の組み合わせであることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【請求項１４】
使用するときに流れる水を瞬間的に加熱し、温水を連続して供給する瞬間式熱交換器において、
一端に入水口を、他端に出水口をそれぞれ設けた熱交換流路と、
前記熱交換流路内に配置し、前記熱交換流路内に流入した水を加熱する棒状のシーズヒーターと、
前記熱交換流路内の流速分布を一様にする整流手段と、を備え、
前記熱交換流路は直線的な形状であり、
前記熱交換流路と前記シーズヒーターは同軸上に配置されており、
前記整流手段は、前記入水口の中心軸を、前記熱交換流路及び前記シーズヒーターの中心軸に対して偏心させて配置して成ることを特徴とする瞬間式熱交換器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
かかる課題を解決するために、本発明における瞬間式熱交換器では、使用するときに流れる水を瞬間的に加熱し、温水を連続して供給する瞬間式熱交換器において、一端に入水口を、他端に出水口をそれぞれ設けた熱交換流路と、前記熱交換流路内に配置し、前記熱交換流路内に流入した水を加熱する棒状のシーズヒーターと、前記熱交換流路内に配置し、前記熱交換流路内の流速分布を一様にする整流手段と、を備えたことを特徴とした。
そうすることで、シーズヒーターから水への熱伝達がシーズヒーター周りで均一に行えるため、従来、熱交換流路断面における流速分布の不均一によってシーズヒーター表面に生じていた局所的な温度変化を抑制できるようになった。そのためシーズヒーターの発熱線が局所的に過熱されたり、局所的熱勾配によるストレスが発生してしまうことがなくなるため、ヒーター寿命の低下を防ぐことが可能となる。また、温水の局所的温度変化をなくすことができるため、熱交換器の下流に水温検知手段を設けてシーズヒーターへの電気出力をフィードバック制御する際の水温制御性や、熱交換器から吐出される水温の安定性を向上することも可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
また、前記整流手段は、前記シーズヒーターの発熱部の上流側に設置されていることを特徴とした。
そうすることで、確実に整流手段下流側の熱交換流路断面における流速分布を一様にすることが可能となる。また、熱交換流路の上流側で整流するため、熱交換流路全域にわたって整流手段を設ける必要がなく、熱交換流路内を流れる水の流動抵抗を極力少なく構成することができる。更に、整流手段はヒーターの非発熱部に設置した場合は熱による影響を受けないので、耐熱性を必要とする材料選定が不要となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
また、前記熱交換流路は直線的な形状であることを特徴とした。
そうすることで、熱交換流路内において流れ方向が直線的であるので、曲管やエルボといった流路形状に起因する熱交換流路断面における流速分布の局所的変化が生じないため、熱交換流路内全域にわたって、整流手段によって実現された熱交換流路断面における流速分布を一様な状態に維持することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、前記熱交換流路の断面積が一様であることを特徴とした。
そうすることで、熱交換流路内における水の流路区を一定に保つことができ、熱交換流路内全域にわたって、整流手段によって実現された熱交換流路断面における流速分布を一様な状態に維持することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、熱交換流路と前記シーズヒーターは同軸上に配置されていることを特徴とした。
そうすることで、熱交換流路断面のヒーター外周の各点において、そこから熱を受ける洗浄水の容量を均一化することができる。そのためヒーター外周の各点における水温上昇が均一化され、ヒーター表面の局所的温度変化を抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、前記整流手段は前記熱交換流路断面における流速分布緩衝手段であることを特徴とした。
そうすることで、熱交換流路断面の流速分布の一様化を図るために熱交換流路を流れている水に直接作用するため、確実に流速分布を一様にすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、前記流速分布緩衝手段は、複数の絞り流路で構成されていることを特徴とした。
そうすることで、熱交換流路断面における流速分布の一様化を簡便な構成にて実現することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、前記整流手段は、前記入水口と前記熱交換流路の間に設けられた圧力緩衝手段であることを特徴とした。
圧力緩衝手段にて入水口から熱交換流路内への流入流速エネルギーを、一旦圧力エネルギーに変換してから再び流速エネルギーとして熱交換流路に流入させることで、熱交換流路断面における流速分布の一様化を図ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、前記整流手段は、前記入水口を、前記熱交換流路内への流入流速が相殺されるよう複数配置した流入流速相殺手段であることを特徴とした。
そうすることで、熱交換流路への流入流速成分をなくしたうえで、熱交換流路へと水を流すようになるため、熱交換流路断面における流速分布の一様化を図ることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、前記整流手段は、前記流速分布緩衝手段、圧力緩衝手段、流入流速相殺手段の何れか複数の組み合わせであることを特徴とした。
整流手段を複数組み合わせて設けることにより、より一層整流効果を高めることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、使用するときに流れる水を瞬間的に加熱し、温水を連続して供給する瞬間式熱交換器において、一端に入水口を、他端に出水口をそれぞれ設けた熱交換流路と、前記熱交換流路内に配置し、前記熱交換流路内に流入した水を加熱する棒状のシーズヒーターと、を備え、前記熱交換流路は直線的な形状であり、前記熱交換流路と前記シーズヒーターは同軸上に配置されており、前記整流手段は、前記入水口の中心軸を、前記熱交換流路及び前記シーズヒーターの中心軸に対して偏心させて配置して成ることを特徴とした。
そうすることで、熱交換流路内に流入する水は、ヒーターの中心軸周りに旋回流を起こしながら熱交換流路内を流れる。そのため特に新たな構成部材を必要とすることなく、熱交換流路断面における流速分布を一様にできる。